顶空-气相色谱法对豆粕中正己烷残留的测定

时间：2024-05-23

张娟谢一民李凯贾昕杨惠琳

摘要：为了建立一种准确测定豆粕中正己烷溶剂残留的方法，采用顶空-气相色谱法检测，利用气固平衡原理，过程中优化了顶空条件。结果表明，该方法最低检出限为0.5 mg/kg，定量限为5 mg/kg，均低于国标GB 5009.262-2016中的限值;在10～500 mg/kg内线性关系良好，R2=0.999 1;该方法精密度较好、准确度较高，加标回收率在88.3%～102.3%，能满足不同浓度样品的需求，可为豆粕中溶剂残留检测提供可靠的方法依据。

关键词：豆粕;顶空;正己烷;气固平衡

中图分类号：O657.7+1 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）01-0100-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.01.024 開放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Determination of n-hexane in Soybean meal by Headspace Gas Chromatography

ZHANG Juan1，2，XIE Yi-min1，2，LI Kai3，JIA Xin1，2，YANG Hui-lin4

（1.Chemical Laboratory Center of Ningxia Baota，Yinchuan 750002，China;

2.Ningxia Testing Laboratory of Coal Chemical，Yinchuan 750002，China;3.Yinchuan Energy Institute，Yinchuan 750100，China;

4.Science and Technology Industrial development co.，LTD，Yinchuan 750002，China ）

Abstract： In order to establish an accurate method for the determination of n-hexane solvent residues in soybean meal， the principle of gas-solid equilibrium by using headspace gas chromatography， the headspace condition was optimized in the process. The results showed that the detection limit of this method was 0.5 mg/kg and the quantitative limit was 5 mg/kg，which was lower than the limit of GB 5009.262-2016. The linear relationship was good in the range of 10～500 mg/kg，R2 was 0.999 1;The precision of this method was good， the RSD was less than 2%; The accuracy was higher， the recovery rate was between 88.3%-102.3%，and the RSD was less than 2%. This method can meet the needs of different concentration samples and can provide reliable basis for the determination of solvent residues in soybean meal.

Key words： bean pulp; headspace; n-hexane; gas solid equilibrium; methodology

豆粕是大豆采用浸出法提取豆油后产生的一种副产品。由于豆粕中含有丰富的营养物质，应用比较广泛，常被用作牲畜与家禽饲料，还可以用于制作食品及抗生素原料等[1]。

现行食用油浸出法工艺中，常用的提取溶剂为6号溶剂，主要成分为正己烷，具有低毒、高挥发性的特点，虽然在生产油脂过程中经过蒸馏会除去大部分溶剂，但由于具有很高的脂溶性，仍有少量溶剂残留在油脂和豆粕中[2-4]。溶剂残留量是豆粕一项重要的经济指标和质量指标[5]。豆粕中溶剂残留量过高，不仅污染环境，也会对动物和人体健康造成极大的危害[6]，食用豆粕国家标准中规定溶剂残留量 ≤500 mg/kg[7]。

目前，关于6号溶剂残留检测多集中在食用油中[8-10]，而关于豆粕中溶剂残留的检测报道很少。豆粕中溶剂残留的检测方法主要有闪爆试验法和气相色谱法。闪爆法只能粗略判断豆粕中溶剂残留是否超标，不能准确定量[11]，而气相色谱法常采用顶空法进样，现行国标GB 5009.262-2016检测豆粕中溶剂残留的方法是利用气液平衡原理，在3.0 g的豆粕中加入400 μL 水来溶解或提取溶剂，由于样品存在差异性，造成水和豆粕不能均匀接触，进而对基体造成干扰，增加了测定的不稳定性[12]。

本研究采用顶空法，利用顶空气固平衡原理检测豆粕中正己烷的含量，过程中保持样品和标准品基质相同，不额外加入水，避免基体的干扰，建立一种能准确检测豆粕中溶剂的检测方法，为豆粕的质量控制和品质评价提供可靠的技术参考。

1 材料与方法

1.1 仪器与材料

仪器：GC-2014型气相色谱仪（日本岛津）。

供试样品：豆粕，某油脂厂提供，磨碎，过40目筛。

试剂与材料：正己烷（色谱纯）;N，N-二甲基乙酰胺（DMA，色谱纯）;20 mL顶空瓶;1 mL气密性注射针。

1.2 顶空条件

水浴温度80 ℃;平衡2 h。

1.3 色谱条件

色谱柱RTX-5（30 m×0.25 mm×0.25 μm）;FID检测器;进样口温度180 ℃;检测器温度200 ℃;程序升温：初始柱温50 ℃，保持3 min，然后以10 ℃/min升至180 ℃，后运行2 min;分流比1∶20;进样量100 μL;柱流量1 mL/min;载气：N₂;燃气：H₂（40 mL/min）;助燃气：空气（400 mL/min）;尾吹气：N₂（30 mL/min）。

1.4 方法

1.4.1 基體豆粕和样品制备将放于85 ℃烘箱中赶除溶剂后的豆粕样品作为基体豆粕。分别准确称取2 g基体豆粕和豆粕样品于20 mL顶空瓶。

1.4.2 标准溶液配制

1）标准储备液。准确称取9.99 g DMA于洗净并干燥的20 mL顶空瓶中，用1 mL气密性注射针加入0.01 g正己烷，加盖密封，充分混匀，得到标准储备液浓度为1 000 mg/kg。

2）标准工作液。准确称取7份混匀的基体豆粕2 g于20 mL 顶空瓶中，向7个顶空瓶中分别准确加入0.01、0.02、0.10、0.20、0.40、0.50、1.00 g标准储备液，加盖密封，制得浓度分别为5、10、50、100、200、250、500 mg/kg的标准工作液。

1.4.3 标准曲线和样品测定将标准工作液和豆粕样品放入80 ℃水浴锅中，平衡2 h，然后吸取100 μL顶空瓶上方气体，注入气相色谱仪分析。采用保留时间定性，峰面积定量，以标液浓度为X轴，峰面积为Y轴，制作标准曲线。

2 结果与分析

2.1 顶空条件的优化

在顶空分析过程中，顶空温度和平衡时间是影响测定准确度的两个重要影响因素，为了获得适宜的顶空条件，试验考察了顶空温度和平衡时间对测定结果的影响。

2.1.1 顶空温度对峰面积的影响在平衡时间为30 min条件下，分别考察水浴温度为50、60、70、80、90、100 ℃对豆粕样品中正己烷峰面积的影响，结果如图1所示。由图1可知，随着水浴温度的升高，正己烷的峰面积也随之增大，80 ℃时峰面积最大，之后有下降趋势。试验发现当温度超过80 ℃后密封塞会膨胀，导致部分溶剂流失，故选择80 ℃为适宜的顶空温度。

2.1.2 平衡时间对峰面积的影响在水浴温度为80 ℃条件下，分别考察了平衡时间为30、60、90、120、150、180 min对豆粕样品中正己烷峰面积的影响，结果如图2所示。由图2可知，随着平衡时间的增加，峰面积先增加，在120 min后趋于稳定，此时，解析和吸附达到平衡，之后随着时间的增加峰面积又下降，故选择120 min为适宜的顶空平衡时间。

2.2 方法学试验

2.2.1 标准曲线和线性范围正己烷标准溶液色谱如图3所示。按照“1.4.3”的方法绘制标准曲线，线性回归方程为：y=212.46x-1 456.8，在5～500 mg/kg内线性关系良好，R2=0.999 1。

2.2.2 最低检出限和定量限向基体豆粕中逐级减少标准溶液的加入量，按上述试验条件测定，当信噪比S/N约为3时，计算得出最低检出限为0.5 mg/kg。当信噪比S/N约为10时，计算得出定量限为5 mg/kg。最低检出限和定量限对应的色谱情况如图4和图5所示。

2.2.3 精密度测定已知浓度的1#豆粕样品峰面积，重复测定6次，计算正己烷峰面积相对标准偏差RSD，结果如表1所示。由表1可知，正己烷RSD小于2%，说明该方法重复性良好。

2.2.4 准确度分别在已知浓度的豆粕样品中加入高、中、低3个浓度的正己烷标准溶液，计算其加标回收率。先称取已知浓度的1#豆粕样品2 g于20 mL的顶空瓶中，分别加入0.02、0.10、0.40 g标准储备液，用聚四氟乙烯帽密封，摇均，置于80 ℃的恒温水浴中，平衡处理2 h，吸取液上气体100 μL进行色谱分析，平行测定3次，测试结果如表2所示。由表2可知，样品的加标回收率在88.3%～102.3%，RSD均小于2%，说明该方法准确度较高。

2.2.5 样品含量测定将4份不同批次送检的豆粕样品，分别编号为1#、2#、3#、4#，按照上述条件测定正己烷残留。样品含量见表3，样品色谱如图6所示。由表3可知，4份豆粕样品中均有正己烷残留。该方法能准确测定豆粕样品中正己烷的残留量，加标回收率均在88%以上。

3 结论

本研究建立了一种豆粕中正己烷的检测方法，该方法最低检出限和定量限均低于国标GB5009.262

-2016中的2 mg/kg和10 mg/kg，前处理过程中不改变样品状态，利用气固平衡原理检测，减少了基体干扰，提高了检测灵敏度，该方法对含低、中、高浓度正己烷的豆粕样品均能准确测定，加标回收率均在88%以上。

参考文献：

[1] 董晓丽，孙娟，张妍，等.顶空气相色谱法测定豆粕中残留溶剂研究[J].中国油料作物学报，2013，35（4）：436-440.

[2] 钱凯，胡建华，赵维佳.食用植物油中溶剂残留的测定方法[J].光谱实验室，2006，23（3）：468-471.

[3] 耿聪.豆粕中残留溶剂测定实践[J].粮食与食品工业，2006， 13（3）：50-51.

[4] 付梅轩，姜珍意.国内浸出粕残留溶剂的测定报告[J].粮食加工，1978（3）：28-31.

[5] 辛凤献.气相色谱测定豆粕残溶条件的研究[J].中国油脂，2003， 28（4）：58-59.

[6] 邓目华，何河.豆粕残留溶剂正己烷的毒性及对动物机体安全性的影响[J].湖南饲料，2012（4）：36-37.

[7] GB 14932-2016，食品安全国家标准食品加工用粕类[S].